垂直型直流接地极暂态温升计算与试验

垂直型直流接地极可以有效解决极址选择困难问题,但也将带来土壤温升过高,接地极散流不均匀等难题。为了对接地极运行时的暂态温升进行有效计算,建立了暂态温度场计算模型,并通过试验进行验证。计算首先基于场路耦合法,在考虑接地极自阻的情况下对接地极电流场进行计算,然后将电流场计算结果作为温度场的计算条件,依据Gurtin变分原理构造时空有限元模型,对接地极进行暂态温升计算。试验选取长9m、直径为30mm的圆钢作为接地极,加载113h的直流电流,分别采用热电偶传感器和霍尔电流传感器采集并记录接地极的温升规律以及散流特性。对比分析表明,计算结果与试验结果具有较高的吻合度,验证了算法的有效性,能为实际工程设计提供参考。

极导线垂直排列直流线路地面合成电场的一种计算方法

极导线垂直排列直流线路在我国已用于实际工程,有必要研究有效方法计算该类线路的合成电场,以满足工程设计和环境保护需求。根据极导线垂直排列直流线路几何结构的特点,在Deutsch假设的基础上,提出了一种计算极导线垂直排列直流线路地面合成电场的方法。该方法还适用于极导线水平排列直流线路。通过试验和计算结果对比,对该方法进行了验证。使用该法对极导线垂直和水平排列±500kV直流线路的地面合成电场进行了计算分析。结果表明:在极导线高度和极间距分别相同的情况下,权导线垂直排列直流线路下的最大地面合成电场比极导线水平排列直流线路的略大,但极导线垂直排列直流线路的地面合成电场横向衰减较快;极导线垂直排列直流线路的走廊宽度约为极导线水平排列线路的50%。

极导线垂直和水平排列±500kV直流输电线路的电磁环境比较分析

根据极导线垂直和水平排列高压直流输电线路几何结构的特点,在考虑正、负极导线起晕场强不同和正、负离子不同迁移率的基础上,比较分析了极导线垂直和水平排列±500kV直流输电线路的电磁环境特点。结果表明:相对于极间距和极导线对地最小高度分别相同的水平排列线路,负极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较大,无线电干扰电平和可听噪声水平较低;而正极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较小,但其无线电干扰电平和可听噪声水平较高。

常阻抗地平面上方垂直电偶极源电磁场的精确和有效解

地平面上方偶极源的电磁场可以分解成直达波场、镜像波场和Somm erfeld型积分三部分之和。应用圆柱波函数的球面波展开式和超几何函数理论,常阻抗地平面上方垂直电偶极源电磁场中的Somm erfeld型积分被表达成圆柱波函数(表面波模)与快速、绝对收敛的球面波函数集展开式之和;其级数展开式的系数是以表面阻抗为宗量的勒让德函数。该展开式数学物理意义明显,并且便于计算,它是此类Somm erfeld半空间问题的精确、有效解答。

井中垂直双极源体积分方程法三维模拟研究

类比水平方向电偶极源和垂直方向磁偶极源电磁场求解的原理,又利用偶极沿电流方向积分是双极原理,推导出地下均匀半空间中垂直双极源电场和磁场解析计算公式.采用体积分方程法对井中垂直双极源电磁响应进行了三维模拟.它对提高井中垂直双极源圈定储层范围的精度有着非常重要的意义,同时也为井中垂直双极源三维反演问题奠定了基础.

垂直型直流接地极设计探讨

针对不同系统运行条件及土壤电阻率对接地极设计的影响进行分析,指出了额定电流持续运行时间较长会导致发热问题严重,电极井孔径扩大,增加施工难度,土壤电阻率对溢流密度及不均匀程度、跨步电压值的影响较大。提出了合理优化接地极设计条件,降低额定电流持续运行时间,尽量降低最大溢流密度及不均匀程度,减小电极地面跨步电压值的建议。此外,计算表明与水平型接地极相比,垂直型直流接地极并不能减小对周围环境的影响,不同型式直流接地极对周围环境的影响差别很小。

垂直型接地极在±800kV普洱换流站的应用

为满足跨步电压的要求,常规水平浅埋型接地极对极址要求很高,而垂直型接地极可有效解决接地极跨步电压过高的问题,大幅降低极址的选择难度。针对±800 kV普洱换流站接地极的工程实际,分别对采用水平型和垂直型的接地极设计方案进行了仿真计算,结果表明:仅垂直型接地极方案满足接地极跨步电压的设计要求。鉴于垂直型接地极的诸多优点,因此将成为换流站接地极的重要类型之一。

垂直型直流接地极散流特性试验研究

垂直型直流接地极占地面积小,能将电流导入地底深处,有利于改善跨步电压和接触电势,对环境影响小,是一种可行的新型直流接地极布置方式,但垂直型接地极存在散流分布不均匀的问题。用接近实际工程的方法埋设了3根垂直型直流接地极,并注入直流电流,模拟接地极真实运行环境,对其散流特性、电流分配、接地电阻、跨步电势和利用系数进行了测量。试验表明,接地极散流不均匀,下部散流大于上部,且存在明显的端部效应,但由于其将电流导入地底深处,有效地改善了跨步电势;多根并联接地极间的电流分配受接地极之间的屏蔽作用和接地极接地电阻的共同影响;试验测得的利用系数与理论计算值具有较高的吻合程度,验证了理论计算方法的准确性。

垂直型直流接地极的电极结构对溢流密度的影响

[目的]垂直型直流接地极的溢流密度是关乎接地极性能的关键参数,因此电极结构对溢流密度的影响值得研究。[方法]针对垂直接地极的结构特点,分析了子电极数量、子电极长度、子电极间的间隙距离、电极井截面对溢流密度大小和均匀程度的影响。[结果]研究表明:溢流密度大小与子电极总长度有关,与子电极分段数量和间隙距离几乎无关;而溢流不均匀程度与间隙距离和电极井截面有关。[结论]结合计算分析结果提出了优化的垂直型电极结构。

椭圆环布置的垂直型直流接地极的溢流特性

椭圆环布置的垂直型直流接地极占地面积小,地形适应能力强,具有推广应用价值,但椭圆环布置带来的溢流不均匀特性值得深入研究。分析并对比接地极外形尺寸对溢流特性的影响,外形参数包括椭圆率、极环周长、电极长度、电极间距、电极数量。研究表明,椭圆率越大、电极长度越长、电极间距越小、电极数量越少,则电极之间的不均匀程度也越高;且影响程度最大的是椭圆率,其次是电极长度和电极间距,再次是电极数量。采用椭圆环布置垂直接地极时,需要考虑电极之间和单个电极本身的两类溢流不均匀特性的叠加,以控制任一点上的最大溢流密度偏差系数。

具有垂直漏极场板的GaN HEMT器件结构设计

设计并研究了一种带有由表面漏极场板和垂直漏极场板组成的复合漏极场板的GaN HEMT器件结构。表面漏极场板能在栅漏之间引出新的表面电场峰值从而进一步提高表面电场的分布,而垂直漏极场板通过在体内引入漏极侧纵向电场峰值也能提高栅漏间的表面电场分布,如再结合表面漏极场板就能在二维方向上实现对器件漏电极区域附近电场的调制作用。采用仿真软件Sentaurus TCAD进行仿真和优化,结果表明:在器件栅漏间距为6μm的条件下,通过添加长度为0.5μm的栅极场板、0.2μm的表面漏极场板和1.8μm的垂直漏极场板以及长度为1.7μm、厚度为0.1μm、距离栅电极为0.1μm、掺杂浓度为5×1017 cm-3的P型GaN埋层,器件的击穿电压最大值能达到1 531 V。

三极垂直电测深法在复杂地形中的应用

在地形复杂的山区,经常受山沟影响,对称四极电测深法有时无法跑极,使得该方法无法应用,但三极电测深法则可以对滑坡体进行探测,并划分出滑体的岩性及厚度以及滑坡体中的断层位置,这样就解决了应用对称四极电测深法在山沟中无法跑极的难题。结合一个工程实例介绍了三极电测深法在复杂地形中的应用。

深井型和垂直型直流接地极的导流方式

深井型和垂直型直流接地极用地面积小,具有推广应用价值。由于其结构不同于水平接地极,因此其导流方式也与水平接地极不同。本文分别就深井型接地极和垂直型接地极的导流方式进行了介绍,并对不同导流方式的选用原则进行了说明,为后续直流接地极的建设提供了具体的参考。

某高土壤电阻率电厂中长垂直电解接地极的应用

在高土壤电阻率地区,采用局部扩大接地网面积或增加接地极埋设深度的方法对于降低电厂接地电阻的效果都不明显。本文针对具体案例,提出采用长垂直电解接地极的方法,解决了高土壤电阻率地区电解接地极的设计问题,实践证明该方法可经济有效地降低接地网的接地电阻值,且能够有效防止接地电阻的反弹。

垂直接地极对接地系统电气性能的影响

确保高土壤电阻率地区发变电站接地系统的安全性是电力部门关心的问题 ,将接地系统向纵深方向发展是解决高土壤电阻率地区及城区地网安全性的重要措施。采用数值计算方法分析了垂直接地极对接地系统的接地电阻、接触电压及跨步电压等的影响。分析表明 ,增设垂直接地极能有效减低接地系统的接地电阻、减小发变电站的接触电压和跨步电压、减小季节因素对地网安全性的影响。但在有限的地网面积范围内布置过多的垂直接地极时 ,垂直接地极的效果将趋于饱和。分析结果能为电力设计及运行部门提供参考。

井海电磁法一维正演模拟

井海电磁法是将垂直双极线源置放在海底油气井中,供以交流电,在海底或海面接收电磁场响应以监测海底油气藏在开发过程中的变化,此法是一项以较低的成本监测海底油气藏开发的技术。井海电磁在国际上已经逐渐受到海洋油气开发研究的关注。根据垂直电偶极子在海洋一维层状介质中电磁场响应公式,将有限长线源离散成有限个垂直电偶极子,通过叠加原理,模拟整个有限长线源在任意观测点的电磁响应。为此设计了深海、浅海和已知储层下方含有未知储层等模型,得到了将垂直双极源分别放置于深海和浅海海底油气井中一维模型的正演计算结果,结果表明,井海电磁独特的激发模式不仅适合深海油气开发,在浅海受到空气波干扰也较小,对于中国海洋油气的开发具有实际意义。

海洋可控源电磁探测技术海底工程勘探应用研究

采用可控源电磁法进行海底工程及资源勘探,采用垂直磁偶极装置拖曳测量,分析了上覆海水对于感应电压曲线的影响及剖面图的理论形态;进行了线圈小型化研究,通过计算和实验得到能够用于海底探测的磁偶极装置的参数;基于以上理论研究完成了海底模型实验及输油管线探测实验,准确地探测到海底异常及输油管线位置及深度.

海底表面磁源瞬变响应建模及海水影响分析

根据电磁场理论,推导了磁偶源和接收点均位于海水中时层状海底模型的频域电磁场响应一般表达式,并通过此式,得到了海水为均匀半空间和有限海水深度两种情况下,垂直磁偶极装置、中心回线和重叠回线分别置于均匀半空间海底表面时的瞬变电磁响应(磁场和感应电压)表达式.这些表达式将瞬变响应和海底的电导率等参数有机联系在一起,为海底瞬变电磁法的正演计算和反演解释提供了理论基础.仿真计算表明,海水的存在不仅使得瞬变响应曲线形态发生变化,而且影响其对海底电导率的分辨能力.

一种基于大数据分析的水轮发电机定子铁芯叠片松动在线检测方法研究

本文主要目的是通过一种新技术的分析与应用,解决常规水轮发电机定子铁芯叠片松动预测实时性不强、效率较低的问题。主要实现方法是通过对常规水轮发电机定子铁芯叠片松动检测手段及方法中存在问题的剖析,研究出一种基于水轮发电机定子铁芯叠片松动故障机理与大数据分析处理技术相结合的故障在线预测技术和方法。具体做法是分析水轮发电机定子铁芯叠片松动后的现象,找出定子铁芯温度、定子铁芯垂直极频振动为关键因素的物理机理,利用小波算法、主成分分析等数据处理技术建立算法模型,提取相关运行数据的特征值和缓变量,通过特征值和缓变量的趋势和逻辑组合分析,完成水轮发电机定子铁芯叠片松动在线实时检测。本方法是机理研究与大数据技术相结合的技术应用,在水轮发电机定子铁芯叠片松动在线检测过程中,具有很强的指导作用。

高频大地电磁法与电测深法结合在广东地区找热水的应用

为了提高应用地球物理方法指导地热资源开发的准确性,提出了将高频大地电磁法与电测深法结合,高频大地电磁法反映中深部地质为主(为主要方法),电测深法反映中浅部地质为主(为辅助方法)。将反映浅部和深部的物探方法相结合进行勘探,可以弥补不同方法各自的缺陷,减少多解性的风险,以达到更精确地指导孔位的效果。运用该组合方法在广东省清远市地热资源项目开展野外试验,利用野外实践成果直接指导钻孔的布置,通过实际钻孔验证表明该组合方法是有效可行的,在生产实践中值得推广。